DK176816B1 - System og fremgangsmåde til overvågning af et reservoir og anbringelse af et borehul ved brug af et modificeret turbulært organ - Google Patents

Description

i DK 176816 B1

System og fremgangsmåde iH overvågning af et reservoir ag anbringelse af et borehul ved brug af et modificeret tubulæri organ 1. OPFINDELSENS BAGGRUND 5 1.1 Opfindvisens område

Den foreliggende opfindelse engår reservoirkarakteristik.

Mere specifikt angår opfindelsen en forbedret teknik til 10 transmission og/eller modtagelse af signaler gennem et tubulært organ, såsom en indkapsiing/kappe eller en foring, ti.I måling af reservoirkarakteristika og anbringelse af brønde med større nøj agtråhed.

J j -j 1.5 1.2 Beskrivelse af nærliggende teknik

Mineralolie udvindes sædvanligvis fra oliereservoirer, der befinder sig tilstrækkeligt dybt nede under en gas-lomme og ovenover et vandførende lag. Efterhånden som 20 oliezonen udnyttes og tømmes, begynder gaslommen at tilspidse nedadtil og det vandførende lag at: tilspidse opad-tir mod den olieholdige zone. En sådan migration kan have en ugunstig indvirkning på udvindingen af mineralolie ved at danne lommer, som producenten ikke finder, og ved at: 25 mætte oiieaflejringerne, med vand. Så snart, enten gas el- ; ler vand rammer brønden, stoppes dennes olieproduktion sædV a η1 i gv i s 0 j e b1i k ke1lot.

Reservoirer overvåges .med hensyn til ændringer i mæt-30 ningstilstanden og tidlige tegn på tilspidsning, så der kan iværksættes korrektioner. Én måde at gøre det på er ved anvendelse af pulserede neutronmålinger, hvormed der 9 DK 176816 81 måles sigmadanneise (som tegn på saltvand} eller kul-stof/ilt-forhold (som .indikator for forholdet mellem car-bonhydrid og vand), De primære ulemper ved sådanne pulserede neutrcrimålinger er den lave undersøgelsesdybde og 5 ringe nøjagtighed ved lave porøsiteter. En lav måling kan forvanskes af vandkanalisering bag itidkapslingen/kappen oq overfladisk gen-invasion af brøndfluider i de åbne zoner {f.eks. de perforerede zoner), når brønden ikke er strømmende.

10 Måling af elektrisk modstand nær et borehul er længe blevet anvendt til at bestemme produktionszoner i olie- og gasfelter og fil at kortlægge sand- og skiferlag. Elektrisk modstand afhænger direkte af porøsitet, pore-15 fluidum-modstand samt mætning. Porøse formationer med høj modstand er almindeligvis tegn på forekomst af carbon-hvdrider, hvorimod forekomster med lav modstand generelt er vandmættede, 20 Krydsovervågning af brønde er én måde at overvåge ændringer i reservoir-sætningen. Denne teknik har sit udspring i radareksperimenter udført i de tidlige 1970ere. Jf. Michael Wilt, Exploring Oil Fields with Crosshole Electromagnetic Induction), SCIENCE AND TECNOLOGY REVIEW, Aug, 25 1396 (tilgængelig på blip://www.!inI.qov/str/Wiit,htm): Jvf. også Q,

Zhou et ai,f Reservoir Monitoring with Interwell Electromagnetic Imaging, SPWLA FORTIETH ANNUAL LOGGING SYMPOSIUM, 30. maj - 3. juni 1939. Med denne teknik anbringes der en sender i én brønd og en modtager anbringes i en 30 anden brønd. Ved borehullet med modtageren detekterer modtageren komponenter af de transmitterede og inducerede strømme til bestemmelse af reservoirkarakteristika mellem brøndene.

DK 176816 B1 3

Denne fremgangsmåde er blevet undersøgt for brønde med fiberglas indkapsling/kapper. Teknikken anvendtes til at overvåge ændringer i vandmætningen i tunge oliezoner, der undergik dampoversvcsrranelse. Jf. Michael Wilt et al., 5 Crosshole electromagnetic topography: A new technology for oil field characterization, THE LEADING EDGE, Mar.

1995, på 173-177. Denne teknik er imidlertid for nærværende begrænset til tæt på hinanden liggende brønde med enten produktion fra uforet hul eller fra huller foret.

10 med isolerende kompositmaterialer. Ulemperne ved disse systemer omfatter skrøbeligheden af og udgiften til fi-berglasindkapsi ing/kappen, som gør teknikken upraktisk til anvendelse i produktionsbrønde. Dertil kommer, at boring af en særlig brønd ti I overvågning er meget omkost-15 ningskrævende og derfor kun sjældent forekommer i praksis,

Et: yderligere forslag til opmåling og overvågning af et reservoir består i at montere elektroder udvendigt oå 20 indkapsling/kappen. I US patent nr. 5.612.051 (overdraget til nærværende rettighedshaver) beskrives en indkapsling/kappe med udvendig isolering, elektroder samt kabler til brug ved klargøring af brønden til produktion. Ulemperne derved omfatter: skrøbeligheden af det udvendige 25 udstyr og kabel, besværet med at køre komplekst klargøringsudstyr ind i brønden, den logistik, der er forbundet med at lade en wire løbe udenpå indkapsling/kappen fra overfladen og ned i hullet, manglende evne til at reparere beskadiget eller dårligt fungerende komponenter, van-30 skeligheden ved at garantere hydraulisk forsegling mellem indkapsling/kappen og formationen, når der er udvendige kabler til stede, risikoen for krydstale kabl g i 1 — lem, vanskeligheder med at anbringe for-forstærkere samt anden elektronik i nærheden af elektroderne, virkning af DK 176816 B1 4 elektrodeimpedans, samt indvirkning af cement, ringen på modstanden.

Der er blevet foreslået teknikker til brug nede i bore-5 hullet, hvor der anvendes slidsede ror eller slidsede foringer. i US patent nr. 5.372.208 beskrives anvendelse af .slidsede rørsekt ioner som del af en borestreng til udtagning af grundvandsprøver under boring. En slidsforing er en fremgangsmåde til klargøring af en brønd, som anvendes 10 for at forhindre brøndboringen i at falde sammen, og der. kan også anvendes til at forhindre sandkorn og andre små-partikler i at trænge ind i brøndboringen og danne små dynger af nedbrudsmateriale, som vil kunne hæmme fluid-strømmen. En slidsforing anvendes som oftest i en vandret 15 brønd og er inde i en enkelt produktionsformation. Den er et alternativ til at efterlade hullet fuldstændigt åbent {dvs. uden indkapsling/kappe) , når der er en risiko for at en uforet boring falder sammen eller bliver blokeret af nedbrudsmateriale. Disse typer af slidsede, tubulære 20 organer eller foringer er imidlertid .ikke cementeret i brøndboringen og tilvejebringer ikke hydraulisk isolering fra en brøndsektion til en anden. Slidsede foringer kan fremskaffes fra visse forhandlere, såsom Valley Perforating Co. i Bakersfield, C A (information kan fås fra 25 hftp://www,valleyperf,com/perf.htm jf, også James J.

Støden, Production Legging in Horizontal Weils, SPWLA THIRTY-FIFTH ANNUAL SYMPOSIUM, workshop notes, Tulsa, OK, 19 juni 1994.

30 Disse teknologier har ikke umiddelbart kunnet tilpasses måle-- og overvågningsteknikker, hvor der anvendes stål-i nd kaps 1 ede produ kt i on sbrønce. S t å 1 i. nd kaps 1 ing/ kappen svækker da elektromagnetiske ("EM") signaler drastisk, og begrænser dermed eventuel anvendelse af kendte teknikker DK 176816 81 til primært kvalitativ detektering af roner med høj modstand, men ikke til kvantitative mætningsmålinger. Med henblik på at krydsbrøndteknikken skal have et godt resultat i indkapslede boringer, er det blevet foreslået, 5 at driften foregår ved ekstremt lave frekvenser, således at magnetfelterne kan gennemtrænge ståiindkaps-ling/kappen. En sådan fremgangsmåde er imidlertid meget følsom overfor i ndka psli ngens/kappens magnetiske og elektriske egenskaber, og der har ikke været vellykkede ek-10 sem.pler i praksis.

.1' WC 94/00669 beskrives en metode og apparat til visuel inspektion af underjordiske omgivelser hvor man ved at nedsætte et gennemsigtigt ror, eller et ror med gennem-15 sigtige vinduer, efterfølgende kan nedsænke visuelle inspektionsmidler såsom et videokamera hvorved inspektion af de omkringliggende underjordiske omgivelser kan visuelt inspiceres. En ulempe ved denne metode er at man kun tan inspicere en lille del af de underjordiske omgivelser 20 af gangen ved brug af visuelle inspekfcionsmidler. En anden ulempe er at hele røret eller dele af røret skal være gennemsigtigt, for at kunne filme igennem dem, er at de ikke er så stærke som andre rør der normalt bruges til undersøgelse af underjordiske omgivelser.

25

Der er således fortsat behov for en teknik til måling og/eller overvågning af karakteristikken af underjordiske formationer gennem stålindkapsling/kapper. Det er ønskeligt at implementere en teknik, som tilvej eb ri noer trsnc^~ r0 parens, så.xeoes at et signal kan passere gennem et tubu— rært organ, såsom en stålindkapsling/ksppe, under samtidig opretholdelse ar hydraulisk, isolation mellem det tu-bulære organ cg de omgivende formationer. Det er endvidere ønskeligt at implementere en teknik til t ransmis.s ion DK 176816 B1 6 og/elier modtagelse af signaler gennem indkapsling/kappen, hvormed det biiver muligt at anbringe brønde med større nøjagtighed,

5 2. KORT BESKRIVELSE AF OPFINDELSEN

Der er tilvejebragt systemer og fremgangsmåder til måling og/elier overvågning af karakteristikken for et carbon-bydrid-reservoir, der omgiver et borehul, og til place-10 ring af et borehul i nærheden af en brønd i en jordformation. Et nyt brøndklargøringssystem er udformet til at tilvejebringe signal-transmission og eller -modtagelse gennem indkapsling/kappe under samtidig opretholdelse af hydraulisk isolering mellem indkapsling/kappen oq de om-15 givende formationer.

Ifølge et aspekt ved den foreliggende opfindelse er der tilvejebragt konfigurationer med slidsede indkapslings/ Kappestationer til kiIda/sensor-målInger gennem 20 indkapsling/kappen.

Ved et yderligere aspekt ved opfindelsen er der tilvejebragt kilde/sensor-systemkonfigurationer til midlertidige erler permanente målinger gennem indkapsling/kappen.

25

Ifølge endnu et aspekt ved opfindelsen er der tilvejebragt en skråtslidset i nd k ap sIi ng s/kappe s t a ti o n til må-ringer gennem indkapsling/kappen. under anvendelse af transversale magnetiske bølger, 30 '/ed et alternativt aspekt ved opfindelsen tilvejebringes der et elektronisk kredsløb til drift af et kilde/sensor-system tir målinger gennem indkapslingen/kappen.

DK 176816 81 7

Ved st. yderligere aspekt ved opfindelsen er der tilvejebragt planer for midlertidige eller permanente målinger gennem indkapslingen under anvendelse af et kil-de/sensorsysten.

C

ifølge et yderligere aspekt ved opfindelsen er der tilvejebragt planer for midlertidige eller permanente ntål i :n ger af krydsbrønde eller vandrette brønde gennem indkapslingen/ kappen.

10

Ved endnu et aspekt ved den foreliggende opfindelse er der tilvejebragt en logningsplan for en brønd genne«· ind- kaps 1 ingen/kappen.

15 Ifølge et yderligere aspekt ved opfindelsen er der tilvejebragt en konfiguration med slidsforing til midlertidige eller permanente målinger af formationskarakteristika„

Ved endnu et aspeict ved den foreliggende opfindelse er 20 der tilvejebragt et organ til frembringelse af en åbning i væggen af et tubulært organ nede i et borehul til overvågning af et reservoirs karakteristik/ hvor reservoiret gennemskæres af et tubulært organ, der ikke har en slids 25 eller åbning på en ønsket plads.

Ved et yderligere aspekt ved opfindelsen tilvejebringes der et brøndanbringelsessystem, hvor der anvendes et opslidset tubulært organ samt et værktøj, der måler, medens 30 det borer.

OK 176816 B1 8

3, KORT BESKRIVELSE AE TEGNINGEN

Andre aspekter og fordele ved opfindelsen v.1.1 fremgå ved læsning af nedenstående deta.i Ibeskrivelse og under hen-5 visning til den vedføjede tegning,, hvor

Fig, 1 er et skematisk diagram, over et tabulært segment med en slidsstation i overensstemmelse med opfindelsen, 10 Fig. 2 viser i tværsnit et isoleringsorgan anbragt over en slidsstation udvendigt på det på fig. 1 viste tufoulære organ i overensstemmelse med opfindelsen,

Fig, 3 er et tværsnitsbillede af en slids med en indsats, 15 forsegling samt støttebøsning i overensstemmelse mad opfindelsen , På fig. 4a og 4b vises i tværsnit og perspektiv udsnit af en indkapslings/kappestation med en tilspidsende slids og 20 en tilsvarende tilspidsende kile i overensstemmelse med opfindelsen,

Fig. 5 viser adskillige tværsnitsbilleder og et frontbillede af slidsede indkapslings/kappestationer i overens- 25 stemmelse med opfindelsen,

Fig. 6 er et skematisk diagram cg tværsnitsbillede af det tubuiære segment vist på fig. .1, og viser en slidskonfiguration i overensstemmelse med opfindelsen, 30 På fig. 7a vises et skematisk diagram over en dornstruktur med en multi-spole antenne i overensstemmelse med opfindelsen - DK 176816 81 9 På fig- 7 b vises et skematisk diagram over den på fig. 7a vt - s ο,οηη^ u r αx.t ar f der viser en s krow, soni omgiver an*·* vennen i overensstemmelse med den foreliggende oofinciel- $ ίί » 5

Fig. S er et tværsnitsbilleoe af den elektromagnetiske interaktion mellem en spoleanfcenne og skærmenhed ifølge opfindeksen.

10 Fig. 9a er et skematisk diagram over et kilet e / s e n s o r s y s t e rn inde i en slids indkapr» 1 ings / kappes tat ion i overensstemmelse med opfindelsen,

Fig. 9b er et tværsnitsbiIlede af den elektromagnetiske 15 interaktion mellem kilde/sensorsystemet og den på fig. 9a viste slidsede indkapslirigs/kappestation.

Fig. 10a og 10b er et skematisk henholdsvis tværsnits-billede af det på fig. 9a viste kilde/sensorsystem, og 20 viser fordelingen af transversale magnetbølger.

Fiq. 11 er et skematisk diagram af et kilde/sensorsystem monteret, på et tubulært organ inde i indkapsling/kappen i overensstemmelse med opfindelsen.

25

Fiq. 12 er et skematisk diagram over en permanent over-våcningsinstaiiation i overensstemmelse med opfindelsen.

På fic. 13 vises grafisk den eksperimentelt og teoretiske 30 afledte dæmpning og faseskift af et elektromagentisk signal transmitteret gennem, en siidsstation i overensstemmelse med opfindelsen.

DK 176816 81 ίο

Fig„ .14 er et skematisk diagram over en station med tilspidsende slids samt et jcilde/sensor-system inde i stationen i overensstemmelse med opfindelsen, 5 Fig, 15 er et blokdiagram, som viser den elektronik, der anvendes i k i 1de/s ens o r s y s t eme rn e ifølge opfindelsen,

Fig, 16, er et skematisk diagram, som viser en brønd, som er klargjort med et med opslidset tubulært organ i over-10 ensstemmeise med opfindelsen.

Figur 17 er et skematisk diagram over et kil-de/sensorsvstem med to antenner i overensstemmelse med opfindelsen.

15

Fig, 18 er et skematisk diagram over et opslidset tubu-lært segment indeholdende en flerhed af antenner for tilvejebringelse af diverse fordelte målinger mellem, antennerne i overensstemmelse med opfindelsen.

20

Fig, 1.9 er et skematisk diagram over et målingsskema, hvortil der anvendes det opslidsede tubulære segment vist på fig. 18 i overensstemmelse med opfindelsen.

25 Fig. 20a-20c er skematiske diagrammer over brønde, som er klargjorte med de opslidsede tubulære organer ifølge opfindelsen, og som viser faseskift- og dæmpnings-målinger opnået for diverse olie-vand kontaktpunkter.

30 Fig, 21 er et skematisk diagram over det opslidsede tubu-lære organ ifølge opfindelsen anvendt i en horisontal brønd.

DK 176816 Bi

Fig, 22 er et skematisk diagram over en plan for overvågning på tværs af brøndene, hvortil der anvendes opslidsede tubulære organer i overensstemmelse med opfindelsen, 5 Fig. 23 er et skematisk: diagram over en konfiguration for et logningsredskab inde i s1ids indeslutn ingen/kappen ifølge opfindelsen,

Fig. 24 illustrerer grafisk den eksperimentelt afieate 10 dæmpning og faseskiftet for et elektromagnetisk signal transmitteret gennem er; slidsstation som, en funktion af den vertikale position af kilden inde i det tubulære organ i overensstemmelse med opfindelsen.

15 På fig„ 25 illustreres grafisk den eksperimentelt afledte dæmpning og faseskiftet for det på fig. 24 viste elektromagnetiske signal med en excentrisk kilde inde i det tubulære organ i overensstemmelse itea opfindelsen, 20 Fig. 26 er et skematisk diagram over en traditionel slidsforing.

Fig. 27 illustrerer grafisk den eksperimentelt afledte dæmpning og faseskift af et elektromagentisk signal 2b transmitteret gennem den på fig. 26 viste, slidsformg som en funktion af Hldefrekvensen i overensstemmelse med opfindelsen.

Fig. 28 er et skematisk diagram over et system for irem-30 bringelse af en åbning i væggen af et tuouiært organ nede i borehullet i overensstemmelse med opfindelsen.

Fig. 29 er et skematisk diagram over et brondplaceri ngs-sysfcem i overensstemmelse med opfmcersen.

DK 176816 81 12

Fig. 30-35 er rutediagrammer, som illustrerer fremgangs” måder til overvågning af en reservoirkarakteristik i overensstemmelse med opfindelsen.

5 Fig. 36 viser et rutediagram., som. illustrerer en fremgangsmåde fil anbringelse af et borehul i nærheden af en brønd i overensstemmelse med opfindelsen,

Fig. 37 er et yderligere rutediagram, som illustrerer en 10 fremgangsmåde til overvågning af en reservoirkarakteristik 1 overensstemmelse med opfindelsen,

4. DETALJERET BESKRIVELSE AF SPECIFIKKE UDFØRELSESFORMER

15 Af overskueligheds hensyn er det ikke alle træk ved den faktiske implementering, der vil blive beskrevet i nærværende beskrivelse. Det vil forstås, at selvom udviklingen af en sådan faktisk implementering kan være kompleks og tidskrævende, vil det ikke desto mindre være en rutine-20 operation for den almindelige fagmand, som benytter sig a f d e 11 e s k r i f t.

4. i Station med slidtet indeslutning 25 På fig. 1 vises et tubulært kappe- 10 segment ifølge opfindelsen. Metalkappen 10 omfatter en station 12 med ak-siale slidser 14 udskåret gennem væggen af det tubulære organ. Hver aflang, aksial slids 14 går hele vejen igennem kappens 10 tubuiære væg. Hydraulisk isolering mellem 30 kappens 10 indre og ydre tilvejebringes af en isolerings-struktur 15. Strukturen 15 omfatter en isolator 16, udformet med forro som et cylindrisk rør eller bøsning til indeslutning af slidsstaticnen 12. ?å fig, 2 vises et tværsnit af en isolator 16 anbragt over en slids 14 ud- 13 DK 176816 B1 vendigt på kappen 10. Isolatoren 16 føres ned over slidserne 14 under anvendelse af en eller flere O-ringe 20, hvorved der tilvejebrinaes en forsegling. Alternativt kan isolatoren 16 være anbragt inde i den tubulære kappe lO i 5 stedet for udenfor (ikke vist).

Isolatoren 16 er fremstillet af et isoleringsmateriale »ed henblik på at tillade passage af EM-stråling. Anvendelige materialer omfatter den klasse af pclystherketo- 10 ner, som findes beskrevet i US patent nr. 4.320.224, eller andre hensigtsmæssige harpikser. Victrex USA, Inc. fra West Chester, PA, fremstiller en type kaldet PEEK.

Cy tec Fiberi te, Greene Tweed, cg SÅSF udbyder andre hensigtsmæssige termopiastiske harpiksmaterialer. Et yderli-gere anvendeligt isoleringsmateriale er Tetragonal-fase zircon-keramik {"TZF"}, der fremstilles af Ccors Ceramics i Golden, Colorado, PEEK kan bruges til anvendelser, som involverer større chok og lavers differentia.ltryk, .medens Ϊ2Ρ kan tåle højere different ialtryk, men lavere chok-niveauer, ifølge finitte elementmodeller, kan PEEK tåle at blive udsat for betragtelige trykbelastninger og kan bruges under barske betingelser nede i borehullet. Keramik kan tåle væsentligt højere belastninger, og kan anvendes til permanente overvågningsanvendelser, hvor chok ') i; typisk ikke er noget problem.

Beskyttende stukkevulstringe 18 monteres på kappen 10 oven over og neden under isolatoren IS, Stukkevulstringe-· ne 18 beskytter isolatoren 16 på dens vej ned i brønden, idet isolatoren 16 holdes på plads ovenover slidserne 14, Stukkevuistringene 18 kan monteres på kappen 10 på en raakks i og for sig kendte måder, f.eks, ved punktsvejsning eller ved hjælp af fastgørelsesorganer, DK 176816 81 14

Hydraulisk isolering af slidsstationen 12 kan også opnås vec* at indsvøbe og hærde fiberglas-epoxy direkte på kap-pon 10, eller PEEK kan påføres ved høje temperaturer {.1 k— ke vist) , Når først cementen er på plads i brønden., vil b den forstærke isolatorens 16 hydrauliske integritet over siidsstationen.

P« fig, 3 vises en yderligere udføreLsesform for en iso-leringsstruktur 15 ifølge opfindelseru Slidsen 14 i kap-10 pen 10 foregår i tre trin. Ved et af trinene tilvejebrin-<?es en lejeskulder 21 for en indsats 22, og de øvrige to overflader danner geometrien for en O-ring-rille 24 i forbindelse med indsatsen 22. En modificeret O-ring-forsegling består af en elastisk O-ring 26 strakt omkring 15 indsatsen 22 på det hensigtsmæssige trin, med metaiele-rnenter 2S anbragt på modsatte sider af O-ringene 26. Metalelement erne 28 har fortrinsvis form. som lukkede løkker , Indsatsen 22 kan. være udformet af de samme isoleringsmaterialer som beskrevet ovenfor eller andre kendte, 2 0 h e n s ig t smæ s s i g e m a t e r i a1e r.

Der tilvejebringes med indsatsen 22 gennemsigtighed overfar indkommende og udgående EM-signaler under samtidig opretholdelse af den hydrauliske integritet ved slidsen 2'3 14. I tilfælde af at trykket bliver modsat vil en monte ret støttemuffe 30 fange indsatsen 22 i slidsen, hvorved indsatsen 22 forhindres i at løsgøre sig. Støttemuffen 30 har endvidere en slids 32 skåret gennem væggen for tilvejebringelse af en kanal for et hvilket som helst indgåen-30 de eller udgående signal. Muffen 30 har fortrinsvis en matchende slids .32 for hver slids 14 i kappen '10. Imidlertid behøver kun en slids 32 i muffen 30 at matche en slids 14 i kappen 10 for tilvejebringelse af signaikciurnu-nikation. Eftersom slidsen 32 tilvejebringer en kanal for DK 176816 B1 Ί c; signalet, er typen af det materiale, der anvendes til at fremstille muffen 30, uden betydning for effektiviteten deraf.

5 Til operationer nede i borehullet kan eksterne kappetryk skubbe indsatsen 22 indad. Lej es ku Ider eri 21 optager denne belastning. Efterhånden som det udvendige tryk stiger, vil O-ringen 26 skubbe til metalelementerne 23, hvorved en ekstruderingsåbning lukkes effektivt. Som følge heraf 10 er der ikke plads til ekst.rudering af O-ringen 26. Eftersom metallet er meget hårdere end O-ring-materialet, ekstruderes det overhovedet ikke. Den modificerede geometri skaber derfor en situation, hvor et blødt element (O-ringen} tilvejebringer forseglingen cg et hårdt element 15 {metalløkken} forhindrer ekstrudering, hvilket udgør en i de a1s i t u a bio n.

På fig. 4a og 4b vises en yderligere udførelsesform for en isoleringsstruktur 15 ifølge opfindelsen. Slidsen 14 20 inde i kappen 10 er tilspidsende, således at den udvendige åbning vig er snævrere end den indvendige åbning W2, som vist på fig. 4b, En. tilspidsende kile 34 af isoleringsmateriale (f.eks, de ovenfor beskrevne materialer) indføres i den tilspidsende slids 14. Kilen 34 kan være 25 klæbebundet i kappen 10 med gummi, eller et gummilag kan piaføres til at omgave og klæbebånds kilen 34 i kappen 10.

Dertil kommer at et ringelement af gummi kan være støbt på deri indvendige overflade af kappen 10 til forsegling af kilen 34 inde i slidsen 14. Denne isoleringsstruktur 30 i5 medfører minimal bearbejdning af kappen 10. Alternate ivt kan en støttemuffe (F.eks. muffen 30 vist på fig. 3} anbringes indvendigt på kappen 10 for at fastholde kilen 34 mod slidsen 14 (ikke vist).

1β DK 176816 B1

Idet kappen 10 vil blive cementeret fast i formationen og eftersom, metallet vil bære de mekaniske belastninger over s li d s s t a t i o n e n, sku 1 le krav e n e t i 1 i s o 3. e r i ngsst.ru kt u r e n s 15 mekaniske styrke være beskedne. Hvis det færdige ele~ 5 ment ikke cementeres i det producerende lag, vil en tryk-forsegling f o r mc d entr i. g i. k k e væ r e p å k ræv e t. D e t v i 1 forstås af fagmanden, at disse forseglingskoncepter har anvendelsesområder, som. ligger ud over, hvad der beskrives heri, 10 På fig, 5 og 6 vises forskellige udføreisesfcrmer fer de slidsede stationer 12, Som det vil blive beskrevet i det følgende, er det formålet med slidserne 14 at tillade EM-stråling at sprede sig gennem kappen 10 på den måde, som 15 er kendt som tværgående elektrisk {"TE") -svingningstype, samtidig med at tværgående magnetisk {”TM") -stråling blokeres. Som vist på fig. 5 og 6 kan der være en eller flere slidse r 3.4 ρ r, s t a t i o n 3.2 .

20 4.2, Kilder og sensorer

Der anvendes til opfindelsen kilder og/eller sensorer anbragt inde i kappen 10 til et transmittere og/eller modtage signaler gennem slidserne 14. Der henvises nu til 25 fig. 7a, hvor en aflang metaldorn 36 anvendes til at understøtte en eller flere kilder eller sensorer 9, såsom en indenfor faget i og for sig kendt spoleantenne 38 med mange viklinger, Disse antenner 38 transmitterer og/eller modtager EM-energi, herunder azimut-, radiale eller aksi-30 ale feltkomponenter. En metalskærm 40 med slidser 42 omgiver hver antenne 38, som det beskrives i US patent nr. 4.949.045 (overdraget til nærværende rettighedshaver) og vist på fig. 7b. Skærmen 40 beskytter antennen 33 mod udefra kommende skader.

i 7 DK 176816 81

Dornen 36 kan være udformet til at understøtte tryk, temperatur, seismiske stremnincsr, ophobninger, eller andre i og for sig kendte sensorer (ikke viste). Disse udførelses former vil lette kombinationen af diverse formations-5 målinger, herunder seismiske modstandsmålinger, Dornen 36 understøtter også elektronik, en fcorehulsprocessor, samt. tovkabel, som løber fra overfladen for tilvejebringelse af telemetri (ikke vist). Kraftkilden kan være lokal (f.eks. batterier eller turbine) eller kan leveres fra 10 overfladen via tovkablet.

Medstandsmålingerne ifølge opfindelsen opnås ved anvendelse af spoleantennerne 38 til dannelse af TE-polariserede EM-bølger. Der henvises nu til fig. 8, hvor .15 driftprincippet for antenne- 38 og skærm- 40 udformningen er vist, Antennen 38 energifersynes til at bære transmis-sionsst.rømmen (angivet ved en dobbeltpil) og skabe et azimut-polariseret elektrisk felt. Feltet inducerer en strøm (angivet ved en enkeltpil)i den centrale metaldorn 20 36 og på indersiden af hvert skærmblad 44,

Den i hvert skærmblad 44 inducerede strøm strømmer til kanten af bladet. Her kan det ikke fortsætte azimutalt, men strømmer rundt om kanten til ydersiden af skærmen 40 25 og lukker sin. løkke på ydersiden af bladet. Således vil ydersiden af skærmen 40 bære en effektiv strømløkke. Skærmene 40 er fortrinsvis tykkere radialt end ca. to beklæd n ingsdybder med. henblik på at minimere eventuel interferens af den inducerede strøm, der strømmer på indår-30 siden og ydersiden af skærmen 40. Azimutalt er slidserne 42 fortrinsvis tyndere end bredden af skærmbladene 44. En enkelt slids 42 er tilstrækkeligt til på driftsikker måde at filtrere azimutbølgen.

.18 DK 176816 81

Ved en modtagerantenne 38 reverseres processen. Den ankommende (azimutslt eller TE-poiariserede) £M~bøige inducerer en azimut3Crøm på ydersiden af skærmen 40. Ved kanten af hvert skærmblad 44 strømmer strømmen rundt til in-S der siden af bladet 44, hvor den lukker løkken. Sammen bærer skærmbladene 44 (på .indersiden; en tilnærmelsesvis lukker. strømiøkke, som inducerer en strum i modtage ran-fennen 38, Dette strømsignal vil derefter blive processe-ret og/elier lagret af den. nede i borehullet værende 10 elektronik eller blive sendt til overfladen via tovkablet på i og for sig kendt måde. Eventuelle aksiale eller radiale komponenter af EM-bølgen kortsluttes ved de aksiale ender af skærmen 40 i metaldornens 36 legeme, hvorved parasitsignaler elimineres.

15

Der henvises nu til fig, 9a, hvor et kilde/sensorsystem 100 vises anbragt inde i kappen 10, Der anvendes til sy-ste-EE'.et .1,00 den på fig, 7a og 7b viste dornenhed 36 med buefjedre 46 fastgjort til dorn 36 -legemet til at een-20 tralisere dornen 36 i kappen 10. Ud over direkte deploye- ring inde i kappen 10 kan systemet 100 hænges neden under rørføringer, depicyeres gennem rørføringer,, eller blive integreret i rørføringer inde i kappen 10 (vist på fig.

11-12 og yderligere beskrevet nedenfor). I alle tilfælde 25 kan systemet 100 fjernes fra kappen 10 med henblik på vedligeholdelse eller opgradering af kilder/senscrer olier servicering af elektronik. Selvfølgelig er systemet 100 - for at sikre effektiv drift af opfindelsen. - anbragt i kappen 10, således at antennen eller antennerne 30 38 bliver anbragt flugtende med en slidskeppestation 12., tied systemet 100 anbragt i kappen 10, bliver de EM- bølget, der dannes af antennen 38, koblet til sl.idsst.ati-onen 12 på samme måde som til skærmen 40. Den aziiautale DK 176816 81 19 elektriske felt komponent do ral ner er signalet og indikerer en strøm på indersiden af kappen 10, som det fremgår af fig. 9b, Ved hver kappeslids 1-3, vil strømmen strømme rundt om kanten til ydersiden og azimutalt lukke strøm-5 løkken på ydersiden af kappen 10 hinsides isolerings-strukturen 15, Derfra udsendes EM-bølgen til den omgivende formation ligesom, ved. en .logningsoperation for en ufo-ret boring, 10 Inde i kappen 10 tilvej ©bringer metaldornen 36 og selve kappen 10 en dæmpningsbane for TM-bølger, TM-bølgerne har (for det meste) radiale elektriske felter og azimutale magnetfelter, som det angives på fiq, 10« og 10b. Disse TM-høiger kan interferere med modstandsmålingerne, hvis 15 der ikke tages skridt til at undertrykke deres virkning.

Ud over at centralisere dornen 36 tilvejebringes der også med buefjedrene <16 en elektrisk ledende bane, som tilve-jebrInger en genvej mellem dornen 36 og kappen 10, som dæmper TM-bølgerne. Det vil forstås af fagmanden, at an~ 20 dre centraliserings- og eller genvejs-strukturer vil kunne anvendes med systemet .100. Som beskrevet ovenfor, vil antenneskærmen 40 også tilvejebringe en grad af Isolering mod TM-bølgerne.

25 TM-bølger kan også forekomme på ydersiden af kappen 10 på grund af TE-TM-konverter!ng ved hældende lag. Eftersom stålet i kappen 10 har en ledeevne som er mange gange højere end nogen formation, kan sådan elektriske TM-strømme koncentreres på kappen 10. Imidlertid kan de aksiaie <-} idser 14 i kappen 10 ligeledes fungere som en EM-skærm oC tillader ikke TM-felter på ydersiden af kappen 10 at rrænge ind i kappen 10,

2 Q

DK 176816 B1

Kilcen/sensox'isystemet 100 skal ikke deployeres umiddelbart efter; at brønden er klargjort. Sådant udstyr kan deployeres måneder eller år senere, når der opstår signifikante ændringer i fluidmætningerne, når blot den tubas' lære kappe 10 er forsynet med slidsede stationer 12. Herved reduceres olieselskabernes startomkostninger væsentligt .

En yderligere udførelsesform for en kilde/et sensorsystern 10 110 vil fremgå af fig. 11, hvor spolen 38 er deployeret udvendigt på en tubulær 17 sektion, hvilket tillader fluiderne at strømme inde i det tubulære organ 17. Det tubu-lære produktionsorgan 17 føres ind i brønden, efter at kappen 10 er cementeret på plads, og spolen 38 er an-15 bragt, så den flugter med siidsen/siidserne 14 i kappen 10. Spolen 38 er indlejret i et isoleringsmateriale og monteret på det. tubuiære organs 17 udvendige diameter. Klargøringsorganet kan også omfatte elektronik, tovkabelforbindelse til overfladen, og andre sensorer (såsom må-20 leorganer til måling af indvendigt tryk eller indvendig strømning - ikke viste). En fordel ved denne udformning er at; fluidum strømmer inde i det: tubuiære organ 17, som kan udskiftes.

25 I en permanent overvågningsinstallation kan det være en fordel at udføre separat kontrol af de fluider, der produceres fra de forskellige regioner af brønden, for at: optimere den overordnede brøndproduktivitet, Hvis f.eks, en region af brønden skal til at producere vand i stedet 30 for olie, vil denne sektion af brønden kunne blive blokeret eller endog lukket ned under anvendelse af en ventil. Sådanne ventiler kan anbringes nede i hullet, væk fra overflade, som det vil. være fagmanden bekendt.

OK 176816 81 21 På fig, 12 vise.? en udføreisesfom for en permanent over-vågningsinstailation 1.15, hvortil der anvendes εη klargøring til styring af de fra forskellige brøndzoner producerede fluider. Den t ubu lære 17 sektion er fastgjort, til 5 pakninger "A” for tilvejebringelse af hydraulisk isolering mellem det tubulære 17 organ og kappen 10, og forankres til kappen med kiler. Fluider kan fremføres separat indvendigt på dette tubulære 17 organ, og i det ringformede rum mellem det tubulære 17 organ og kappen. Der 10 kan endvidere være tilvejebragt mindre rørkiler {"A" og "B") inde i det tubulære organ 17, Rørføring A, rørføring 3 og det tubulære organ 17 er hydraulisk isoleret fra hinanden ved hver pakning "B”.

15 Ved denne klargøring isoleres fluider, der strømmer fra forskellige sektioner af brønden, I det foreliggende eksempel er der adskille regioner, hvor der strømmer flui-aura. I regionen umiddelbart under .slidsstationen. 12, vil perforeringer \"h") l kappen 10 tillade fluider at entre 2v oec. ringformede rum mellem kappen 10 og det tubulære organ, r7. r->n åbning 19 i det. tubulære organ tillader derefter disse tluiaer ai: strømme inde i det tubulære organ, og derefter at komme ind i en sektion af rørføringen A.

De flu^aer, dtr strømmer i rørføringen A kan styres sepa- la” ai en nede i brøndboringen eller ved sn ventil ved overfladen (ikks vistj # På l.ig,:enue *««0$ kan rørføringen B føre fluider fra en .,0 lavere »ektxon af kappen 10. Der kan være tilvejebragt et ånde·., sæt perforeringer (ikke vist), som tillader fluider a·., entre 1.1a en fjernere brøndsekt:ion. Strømningen i rør-føringen .0 «-«*1 °dså styres separat ved hjælp af en ventil Ukke vi»·.,) . over· over slidsstationen 12 kan perforer!n- DK 176816 81 22 oør "S" i kappen 10 tillad© fluider at enere aet ringi.or~ roede rura me Hess det tubuiære organ i ? og kappen lO. L'iso© fluider kan være produceret inde i det tubuiære organ 17 til overfladen eller kar· ledes ind i et andet, mindre tu- 5 bulært organ (ikke vist).

Det følger, at denne komplekse klargøring ti.li.adsr fluider at blive produceret selektivt i brøndboringe. Montering af antennen 38 udvendigt på den tubu.lære sektion 17 10 betyder, at spolen 38 anbringes tæt på slidsen/slidserne 14 i kappen .10, og på en hensigsmæssig lokalitet for tilføjelse at pakninger, kiler, ventiler, samt multi-rørstrenge.

15 4.3 Slids-signal interaktion

Antallet af slidser 14 og dimensionerne af slidsen 14 j_ kappen 10 har indflydelse på, hvor meget TEl-signal, der passerer gennem slidsen 14, og påvirker dermed den over-20 ordnede effektivitet af målingen.

4.3.1 Åksial slids forskellige faktorer påvirker dæmpningen af det em-25 signal, der passerer gennem stationen, med den/de aksiale slidser. Disse faktorer inkluderer antallet af slidser bredden af slidser, længden af slidser, størrelse og vægtykkelse af kappen, kappemateriaie, samt signalfrekvens. Forøgelse af antal, længde og bredde af slidser vil gene-30 reit forøge signalstyrken, For eksempel vil en Kappe med to slidser på modsatte sider have ca. halvt den dæmpning, som en én-slids konfiguration har. Imidlertid VH transmissionen ikke stige signifikant med tuer© end oa. et dusin slidser. For et fastlagt antal, længde og bredde af 23 DK 176816 B1 s .li, eiserne, vil eget kappevægtykkeise og kappestørreise have en ringe effekt på signalet. Det følger, et teknikkerne ifølge opfindelsen kan implementeres ved alle kappestørrelser cg diverse konfigurationer, herunder en lang 5 siids eller en lang slidssektion.

Resultater af eksperimenter og teori omkring dæmpning og faseskrift for et EM-signa.I er plottet ind på fig. 13 for en stålkappe med en 8,375-inch/21,2Ί cm udvendig diameter 10 og en 0,5 inch/]., 27 cm væg. Tre eksempler er plottet .ind, et hvor 6-100/1/15,24 cm lange slidser, et for S-inch/22,86 cm lange slidser samt et for I2-.inch/30, 43 cm lange slidser. I hvert eksempel er der 12 slidser i kappen, hver slids er 0,25 inch/0,635 cm bred, og slidserne 15 er anbragt mad 30° interval, Tre kurver er modeldata, som. anvender en computer-simulering af Maxwells ligninger, og en kurve indeholder eksperimentelle data i12~inch/30,48 cm lange slidser). EM-signalet transmitteres fra en spole, der er 3 inch/7,62 cm lang og 1,65 inch/4,19 cm i di-20 ameter, og som indeholder .180 viklinger AWG 26 kabel. Referencen til nul dæmpning og nul faseskift er, når der ikke forefindes nogen kappe.

Dæmningerne varierer fra 13 dB (6-inch/15,24 cm lange 25 slidser ved 20 Hz) til 2d3 ¢9-/22,86- og 12-inch/30, -13-crn lange slidser omkring .10 kHz) .. Disse dæmpninger er langt mindre sammenlignet med, når der ikke er nogen slidser, navnlig ved frekvenser på over 1 kHz, hvor dæmningerne typisk .ligger på 90 dB eller høiere. Der vil derfor fore-30 findes tilstrækkelige signalniveauer til at udføre en brugbar måling.

Dæmpningerne er fornuftige over et meget bredt frekvensområde, fra Hertz til Megahertz, Evnen til at operere DK 176816 81

O A

i.

over et meget: bredt frekvensområde er ekstremt nyttig, når der skal måles forskellige dybder inde i formationer, son det vil blive beskrevet i afsnit 4.5.

5 4.3.2 Ikke aksial slids

Ovenstående omtale har fokuseret på TS-feltbolger genereret af aksial {ikke-tippede} spoleantenner 38 og akslale slidser 14 i kappen 10. Som det fremgår af fig. 9a er 10 orienteringen af slidserne 14 vinkelret på det elektriske felt, der genereres eller detekteres af spolen 38. Hvis incidensfeltet omfatter en uønsket, komponent af det elektriske felt, der ligger langs slidsen 14, vil strømme forløbe i metalkappen 10 med henblik på at eliminere defc-15 te felt, og kun den normale komponent vil blive tilbage.

Til konventionelle iogningsredskaber er det ønskede elektriske felt azimutalt. Som beskrevet ovenfor vil langsgående slidser 14 tillade et sådant felt at passere, 20 Det er også en mulighed at generere TM-feitbølger med ik~ ke-aksiale eller tippede slidser 14 i kappen 10. TM-bølgerne tilvejebringer yderligere information, aom kan bruges til at overvåge formationen omkring kappen 10. Foren given frekvens og antenne 38 -afstand vil TM-bølger 25 generelt have mindre dybe undersøgelsesregioner end TE-børger. På fig. 14 vises en yderligere udførelsesform for opfindelsen.

De samme spoleantenner 38, som anvendtes til at generere 30 TE-bølger, kan anvendes til at generere TM-bølger, som vist på rig. 14. mde i kappan ]g frembringer antennen 38 e‘~ ak»jL«xt. magnetfelt. ( rsr-ax”) . Dette felt kan udtrykkes som vektorsummen af et magnetfelt parallelt med slidsen ; og eu. magnetfs vinkelret på slidsen (”31-- DK 176816 81 25 vink"}· Hvis vinklen mellem slidsen 14 cg kappens 10 akse er Φ vil 31-s i ids = ΒΙ-ax cos (φ), Denne komponent dæmpes srtnl® af slidsen li, men frembringer et eksternt- mag-netfffif- BO-s Lids - α Bi-slids, hvor α betegner skåle-c ringsfaktoren. Dette eksterne felt kan nedbrydes i eks terne magnetfelter parallelt med kappens 10 akse ("BO-akse") og tværgående dermed ("BO-tvers"), hvor BO-ax « BO-siids cos ίΦ)og BO-trans = 30-slids sin (Φ), Deraf følger: io BO-trans * a/2 ΒΙ-ax sin {2Φ) eg BO-akse » ctBI-ax cos2 (Φ) (1)

Det tværgående magnetfelt er maksimalt ved Φ - 45°, og 15 nul ved Φ - 0° og 90°, Det aksiale magnetfelt er maksimalt ved Φ 0° og 90“ (som. forventet) , De to komponenter er ligeværdige ved Φ = 45°.

Det aksiale magnetfelt frembringer TE-stråling, medens 20 det tværgående magnetfelt frembringer TM-sfcråling. En slids 12 for passage af den ønskede TM-feltbølge og dæmpning af de uønskede komponenter skal have mindst en slids 14 med hældning, hvilken hældning har en vinkel Φ i forhold til kappens 10 akse. I tilfælde af en flerhed af 2d slidser li ved samme vinkel Φ, vil de aksiale komponenter sammen blive til en effektiv lodret magnetisk dipol, og de tværgående komponenter vil sammen blive til en azimutal magnekilde ækvivalent med en lodret elektrisk dipol.

Kår der forefindes både TE- og TM-stråling, vil TM-stratingen generelt blive fort langs kappen 10 og blive dæmpet mindre end TE-stråiingen, hvilket resulterer i et større signal ved. en modtagerantenne 38 inde i en station 12 »ed hældende slids. Således kan der, ved flugtende an- DK 176816 81 26 bringeise af en aksi al antenne 38 inde i en station 12 med en hældende slids ifølge opfindelsen, frembringes TM-feltbølger. Opfindelsen er ligeledes effektiv med spolerne 38 anbragt, inde i kappen 10 med en vinkel i forhold 5 til kappens 10 akse.

Slidsstationen 12 eller spolen 33 kan være udformet til at ændre tipningsvinklen af den magnetiske dipol i forhold til aksial .retning. Kombinationer af hældende og ak~ 10 siale slidser 14 af varierende længde, orientering, symtri og afstand kan udformes på kappens 10 væg. De hældende slidser 14 kan have samme eller varierende hældningsvinkler i forhold til kappen 10. Slidserne 14 kan ligeledes være skåret i et kurvet mønster (i stedet for 15 lige) inde 1 kappens 10 væg, Mellemrummet mellem spolean-tennen 38 og den indvendige diameter af kappen 10 kan ligeledes varieres. Det vil forstås af fagmanden, der læser-nærværende beskrivelse, at andre modifikationer kan anvendes med henblik på at øge effektiviteten af den op-20 slidsede station 12.

4.4 Elektronik

Figur 15 viser et blokdiagram over den elektronik, der 25 kan anvendes til at drive kilden/sensorudførelsesformerne ifølge opfindelser;. En signaloscillator 102 {frekvens fi) og en lokal oscillator 104 {frekvens f2) låses ofte til mnanaen. Signaioscillatoren 102 har et automatisk ni-ve a α r e g u i e ri n g skredsi øb 106, som holder signalet i en 3o modtager indenfor at brugbart interval. Et referencesiq-nai anvenc.es til at opnå fase og amplitude for Fl signal-oscillatoren 102, fl signalet, anvendes på en antenne (f.eks, antenne A) via omskiftere 108, effektforstærker j-10, impeaanstilpasningskredsløb 112 og at balance- 27 DK 176816 B1 ringsied (BALUN) 114. Det e 1 e k t r©motoris ke output af antennen B driver et balanceringsled (BALLJN) 114, et tilpasningsnetværk 11.6, og en for-forstærker 118. Det modtagne signal fl omskiftes til en blander 120. Blanderen '1 udsender et mellemfrekvens- (IF··} signal ved Δί - fl-r*2, der bevarer signalets fase- og ampiitudeinfcrmation ved fl. Et lavpasfilter 122 tillader Δί at passere, men blokerer for de øvrige frekvenskomponenter (il, f2, 2xfl, osv.). IF-signalet digitaliseres, og fasen og amplituden 10 af det digitaliserede signal beregnes i CPU’en 124. Den målte fase og amplitude sendes op gennem hullet via et telemetrisystem 126 og/eller lagres i hukommelsen 128, I drift kan de øvrige antenner i systemet blive frakoblet linierne i den tid, hvor antennen A laver udsendelser og 15 antennen B modtager. Alternativt kan to eller flere antenner samtidig modtage, samtidig med at en vilkårlig anden antenne sender,

Det vil forstås, at de nedenfor beskrevne udførelsesfor-20 mer for opfindelsen omfatter de ovenfor beskrevne elementer ifølge opfindelsen.

4.5 Brøndkomponenfcer og måleplaner 25 På fig. 16 vises en. lodret brønd 48, som. er klargjort gennem en olierene med et opslidset tubulært organ 1.0 og kilde/sensorsystem (ikke vist) ifølge opfindelsen. De slidsede stationer 14 (betegnet "A-G”} befinder sig i regelmæssig afstand fra hinanden og nær oiiezonen. Mod-30 standsmålinger gennem kappen ifølge opfindelsen baseres på måling af fasen, amplituden, faseskift cg/eller dæmning af en TE-poiariserec EM-bøige som beskrevet ovenfor og i OS patent: nr. 4,899.112 (overdraget, til nærværende rettighedshaver).

23 DK 176816 B1

Frekvensen af det transmitterede signal fl (jf. fig. 15) vælges med henblik på optimal sensitivitet overfor formationsegenskaberne, fornuftigt signal: støj -forhold, samt tilvejebringelse af hensigtsmæssige undersøgelsesdybder.

5 Den øvre frekvens ramme bestemmes af det mindste- signal : støj - forhold for en. given afstand mellem sender og modt ager-antenne langs det tubalære organ 10, Den nedre frekvensramme bestemmes af de mindst målelige fase- og ampiitudeændringer„ Høje frekvenser (typisk hundredvis af 10 kilohertz overfor nogle få megahertz) er følsomme overfor formationsegenskaber nær brøndboringen, medens lave frekvenser (typisk hundredvis af hertz overfor nogle dusin kilohertz) kan være følsomme overfor formå c ions egen s kåber adskillige meter væk fra brøndboringen. Endnu lavere fre-15 kvenser kan anvendes til tværbrøndsmålinger.

På fig. 17 vises en udførelsesform for opfindelsen, som illustrerer et enkelt kappe 10 -system, som omfatter måling af fasen af et EM-signal transmitteret mellem en 20 sender-antenne A og en modtager-antenne B. Efterhånden som positionen af olie/vand-kontakten stiger, forøges fasen ved modtageren B. Kår modstandene for vand- og oliezoner kendes og lagres fra loggen fra uforede boringer, kan der opbygges en teoretisk model med henblik på at re-25 latere ændringen i fase med ændringen i fluider, Desuden vil signal-amplituden mindskes, efterhånden som olie/vand-kontakten stiger, hvilket også kan bruges til at overvåge ændringer i olie/vand-kontakten.

30 På fig. 18 vises en yderligere udf øre1s es form for opfindelsen. Mere avancerede må linger kan foretages, når der er installeret flere antenner (betegnet "ft" til "G") i det: tubu.uære organ J-O. tørst er faseskiftet og den dæmpning, der måles me lu em pax‘ af modtagerantenner, langt me- ... i 29 DK 176816 B1 re sensitive overfor formationsegenskafcerne, end signalfasen eller -amplituden ved en enkelt: modtageranfcenne.

Der henvises nu til de syv antenner (A-G) på fig. 18, og 5 det. antaget; at antennen A er senderen og de øvrige antenner er modtagere. Faseskiftet: (PS) og dæmpningen {AT) kan. måles mellem hosliggende antennepar BC, CD, DE, EF og FG. Herved tilvejebringes fem faseskift-målinger og fem dæmpnings-malinger. Faseskift-må1Inger tilvejebringer en 10 lavere undersøgelsesdybde end dæmpningsmålingen for en. given afstand mellem sender/modtager-par {illustreret af de ellipseformede områder på fig. 18) . Forøgelse af afstanden mellem sender- og modtager-parret forøger undersøgelsesdybden , Faseskiftet og dæmpningen kan ligeledes IS måles mellem ikke-hosliggende modtagere.

Der henvises nu til fig. 19, hvor der - hvis antennerne Af B, C, D og E (på fig. 18) anvendes sekventielt som sendere, og antennerne F og G er modtagere - opnås fem 20 faseski f t-måll nger og fem dæsnpn i ng små linger, som tilveje-bringer ti undersøgelsesdybder. Man kan således aflede modstand som en funktion af radial afstand fra det tubu-lære organ 10. Med forskellige antenner som modtagere kan. man ligeledes måle variationen i modstand langs det tubu-25 lære organ 10.

4,5.1. Bo rehul skompen.sa fcion Nøjagtigheden af faseskift:- og dæmpningsmålinger forbed-30 res signifikant, med borehulskompensation (BHC), som kan opnås for en hvilken som helst antenne, bortset fra de første og de sidste på det klargjorte borehul. Der henvises til fig. 18, hvor modtagerpar BC, CD, DE og EF kan borehuls-kompenseres, men ikke AB eller FG. Formålet med DK 176816 81 30 BHC i denne konifigurat.ion er at eliminere fase- og amplitude forskelle blandt antennerne og blandt de slidsede stationer i det tubulære organ 10, 5 Det forudsættes,, at modtagerparret består af antennerne B og C og senderparret består af antennerne Ά og D. BBC-faseskiftet er PS3Hc ^ {PS (A, BC) +PS {D, BC) ) /2 {2 ) 10 og BHC dæmpningen er ATbhc = i AT i A, BC) f AT {D, BC) ) / 2 i 3} 15 hvor BS(A,BC) betegner faseskift mellem antennerne B og C, idet A sender, og hvor AT(A,BC) betegner dæmpningen.

Det vil forstås, at symbolvalget for de individuelle faseskift: og dæmpninger vælges, så de opad rettede og de nedad rettede faseskift betegnes med samme symboler, og 20 tilsvarende for dæmpningerne. De resulterende mængder, PSjjHC °g AT2Hc> er ufølsomme overfor alle forskelle mellem antennerne B og C eller forskellene mellem de slidsede stationer over 3 og C.

25 Faseskift-ubalancers er: P3iie(M,BC) - {PS (A, BC) -PS (D, BC} } /2 (4 i o g dæmp ningsubala n c e:: e r: 30 ATxkq {ACf BC} - {AT {A, BC; -AT (D, BC) 5 /2 {5}

Disse ubalancer kan bruges til at eliminere forskelle i antenne og slids station for modtagerparret BC, når an DK 176816 81 31 tennerne E, F eller G sender. Pseudo--3HC--faseskiftet, når E sender., er: PSf'bkc (Ef BC} - PS{E,BC)~?.WAD,BC) (6} C, og den pseudo-borehulskompenserede dæmpning er: ri T ! k1 R f* i — η <τ· ί ·ρ p r> i _ ό o i ά τι ΐ; .·' i i n \ i.L (¾.¾. I r f Οί,; - ri i. ir.i,· ΙΛ, ) Jr TM3 ·, riU , .O v ,1 ·, i ; 10 Dennes fremgangsmåde fjerner effektivt alle anten-n e: a n t e η n e o g s .1 i. d s ~ s t a t i o n: s .1 i d s - s t, a 1: i o n v ariaticner, hvorved der tilvejebringes reners date til måling af re-s e r v o i r f o rma t i o n s r n e s a i o d s t an d.

15 4,5.2 Lodrette brønde På fiq, 20a-20c vises en lodret brønd 48 udstyret med en edførelsesform for den foreliggende opfindelse. Som det vil fremgå af figurerne er der et ovre skiferlag med mod." 20 stand på 2 ohm--rn, en oliesand med modstand på 200 ob.rn.--m, samt vandsand med en modstand på 0,3 ohm--rn. Indledningsvis ligger olie-vand kontakten lige under antennen B, som det fremgår af Fig. 20a, Et stort .faseskift og høj dæmpning måles mellem modt.agerpa.rret AB på grund af den lave 25 modstand af vandsandst. For nemheds skyld konverteres faseskift og dæmpninger til tilsyneladende modstande (som det er velkendt indenfor fagområdet og beskrevet i US patent nr. 4,899.112, overdraget til nærværende rettighedshaver) og aftegnet: til højre på fig. 20a-20c. Det f ir kan- 30 tede symbol repræsenterer den dybeste måling, og cirkelsymbolet repræsenterer den laveste måling. Idet der ikke er nogen radial variation i formationen, nar de lave og de dybe modstande de samme værdier for alle modtagerpar.

32 DK 176816 B1 Døt forudsættes på fig- 20b, at olie-vand kontakten fore"· går mellem antenne C og D, efter af brønden 43 har været i produktion. De tilsyneladende modstande målt med modtagerparret 3C indikerer,, at området mellem E og C er vand·· 5 mættetf medens tilsyneladende modstande målt med modtagerparret DE indikerer, at den tilsvarende region stadig er oliemættet. De tilsyneladende modstande målt med modtagerparret CD ligger mellem vandsand og oliesand, hvilket tyder på, at olie-vand kontakten ligger mellem anten-10 nerne C og D, Set på en model af forsiden af formationen, er det muligt, at lokalisere positionen for olie-vand kon-t akten mere nøjag ti gt„

Det forudsættes på fig. 20c, at olie-vand kontakten dan-15 ner en kegle snarere end en plan grænseflade. I det tilfælde vil dybere læsende tilsyneladende modstande have en høiere modstand end de lavere læsende modstande for modtagerparrene 3C og CD. På basis heraf kan det udledes, at der er tale om en forekomst af vandkegledannelse. Igen. er 20 det med forsidemodellering muligt at forfine positionen af olie-vand kontakten og omfanget af vandkeglen, 4.5,3 Vandrette brønde 25 Ovenstående teknik kan anvendes på en vandret brønd 48, som det fremgår af den på fig. 21 viste udførelsesform..

Det forudsættes, at den vandrette brønd befinder sig i 200 ohm-rn oliesand over en vandzone med 0,3 ohm-m modstand, Kår olie-vand kontakten foregår langt under brøn-30 den, vil såvel de lave som de høje modstande være 200 ohm-m, Efterhånden som olie-vand kontakten stiger, vil den dybt læsende modstand afføle ændringen først og vil aflæse en lavere værdi. Den lavt læsende modstand forbliver i omrader 200 ohm-nt, indtil olie-vand kontakten fore- DK 176816 81 33 går tæt veci det tubulære organ 10, Derefter vil den lavt" læsende modstand hurtigt falde, S ammen.Ίigning med lave og dybe modstande kan bestemme lokanionen for olie-vand kontakten lang tid inden,, den når frem nil brøndboringen.

5 Hvis strømmene fra forskellige regioner styres med ventiler., vil den region, der netop skal til at producere vand, holdes tilbage, 4, S. 4 T værb rsmds o ve r v ågn i ug 10 På fig. 22 vises en yderligere udførelsesform for opfindelsen, To hosliggende brønde 48 kan anvendes til tvær-brøndsovervågning, hvis de indeholder rækker af slidsstationer 12, Til denne konfiguration er den frekvens, der 15 bruges, relativt lav (dusin hertz i forhold til kilohertz) , fordi afstanden mellem brøndene kan være stor. Målingsprincippet (aks.ialt magnetfelt) inde i den klargjorte brønd forbliver den saitime som. ovenfor beskrevet.

En af mange inversionsmetodologier kan bruges til at ud-00 lede mætningsændringer over tiden, som det vil være fagmanden vel bekendt.

Andre udførelsesformer for opfindelsen kan omfatte en indkapslet boring udstyret med siidsstationer 12 og kil-de/sensorsysfcemer i forbindelse med en åben boring, idet overfladen, eller andet tubuiært organ anbragt i et se-kundært borehul (ikke vist). Sådanne konfigurationer gør det muligt at foretage asymmetriske målinger (dvs åben-boring/fo r e t - b o r ing eller overflade/foret-boring) i begge -,q retninger: kilde i den forede boring og sensorer i den jtbno boring eller vod overfladen og omvendt:.

DK 176816 b1 34 4.5.5. Brøndlogning På fig 23 vises en yderligere udførelsesform for opfij·^ delsen. Et alternativ til permanent overvågning er perio-5 disk brøndiogninq, hvortil der anvendes et i og for $-= kendt værktøj 50 med tov af i ille diameter (f .ek.s ι„ 11/16 inch/4,28 cm) . Foringen 10 indeholder slidsstatio-ner 12 i og i nærheden af de relevante regioner. Slids-stationerne 12 er fortrinsvis anbragt i samme indbyrde«? 10 afstand, og afstanden matcher afstanden mellem antennerne 38 på værktøjet 50. Ellers svarer værktøjet 50 til det ovenfor beskrevne kilde/sensorsystem. Buefjedercentral1-seringsorganer 46 holder værktøjet 50 centreret inde i foringen 10 og tilvejebringe:: en kortslutning for uønsks-15 de TM felter.

Efterhånden som værktøjet 50 bevæges gennem brønden vil signalamplituden variere, efterhånden som antennerne 33 passerer slidsstationerne 12. Signalanrplituden vil være 20 .maksimal, når antennerne 38 flugter med en slidsstation 12, og vil være minimal, når antennerne 38 er fjernt fra s1ids stat ionen 12. Afstanden for hendøen er ca. længden af slidsen 14. Således vil overvågning af signalamplituden indikere, hvornår antennerne 33 flugter præcist med.

25 slidsstationerne 12, og fasen og amplituden eller fase-skiftet og dæmpningen kan på dette tidspunkt anvendes til modstandsmålinqerne. Denne fremgangsmåde kan også bruges til at anbringe strengen med henblik på permanent overvågn i ng, 30 På fig. 24 vises effekten af den aksiale forskydning folen 3 inch lang/7,62 cm x 1,65 inch/4,19 cm i diameter stor spole med 180 viklinger i en 8,375 inch/21,27 cm. OD kappe. Der er 12 aksiale slidser i foringen, hver slids DK 176816 81 35 har en bredde på 0,25 inch/0, 635 cm og en længde på .12 ir.ch/30,48 cm, Dæmpningen og faseskiftet varierer ikke signifikant over slidsens længde. På fig, 25 vises effekten af, at spolen anbringes excentrisk inde i. samme kap-5 pe, hvilket vil kunne forekomme i tilfælde af et dårligt centraliseret værktøj. Dæmpningen og faseskiftet overfor excentricitet dæmpes ikke signifikant.

Borehulskompensation, som forklaret i afsnit 4.5.1, fjer-1.0 ner arie systematiske fejl forårsaget af aksial forskydning eller excentricitet..

Med denne konfiguration vil periodisk brøndlogning kunne foretages tidligt i produktionen, og når loggen over tid-15 sudsving ændrer sig, vil et permanent overvågningssystem kunne depioyeres. Herved vil følgende .investeringstrin tilvejebringes; trin 1 - kør klargørelse meci slidsstationer 12, trin 2 - udfør periodisk produktionslogning, trin 3 - anbring en permanent overvågningsstreng. At være 1 20 stand til at installere den permanente overvågningsstreng uden at skulle trække i rørsystemet vil være en stor fordel. Der er derfor fordelagtigt at bruge et logningsværktøj med lille diameter eller et permanent overvågningsværktøj, som kan passere gennem en rørstrengs ID {indven-25 dige diameter), 4.5.6. Opslidset foring

Som beskrevet, ovenfor anvendes der tubulære, opslidsede 30 foringer til at afstive brøndboringer, som er i fare for at kollapse. Rørene køres ind i brøndboringen for at forhindre formationen i at kollapse og blokere brøndboringen. Disse typer foringer har typisk et stort antal smalle slidser pr. længdeenhed. Bredden af slidsen vælges of- 36 DK 176816 B1 tef så den er lidt smallere en størrelser: af et sandskorn i den producerende formation (typisk fra 0,01/0,0254 til 0,05 inch/0,127 cm). Det er almindelig praksis, at slids-længden sædvanligvis ligger pa ca. 2 incn/5,08 og an— 5 tallet af slidser pr. fod i- 0,3048 m) vælges, så der i- ] j Πί;ί;,'? ΓΠίϊΙΙεΠΐ C 3 » 3% OCf 5% <3Χ)€ίΓί^ ίΛ Jm eal i foringsvæcgen, For eksempel vil. en si idset i o r in g med er. diameter på 5 inch/iz,7 cm. it':eci 80 »ridser ur, rod (0, ^048 iei) , hvor hver sl ids er 0, QoS inch/ύ, u365 cm bred .< ί 10 inch/5,08 era lang, tilvejebringe 3,2% åbent areal, som det fremgår af fig. 26. Der er 20 aksiale slidser pr.

sæt, og fire sæt pr. fod (0,3048 rn) .

Ifølge en udførelsesform for opfindelsen anvendes de bels skrevne kilde/sensor·· implementeringer anbragt inde i en opslidset foring (ikke vist) til måling af karakteristiks, for de omgivende formationer. På fig. 27 vises dæmpningen og fasesk.iftet for et elektromagnetisk, signal, som passerer gennem en. ods Udset, foring med ovennævnte dimensio-20 ner, som en funktion af frekvens. Signalet genereres af en spole, som er 3 inch/7,62 om lang og har en diameter på 1,65 inch/4,19 cm, bestående af 180 viklinger med A.7JG 26 wire. Eftersom der er et stort antal slidser pr. længdeenhed, er det ikke nødvendigt at anbringe sensorerne 25 nøjagtigt inde i den opslidsede foring. Den opslidsede foring kan også omfatte en lang zone med korte slidser, som aksialt overlapper og en azimutalt forskudt (ikke vist) . Kilde/sensorsystemet kan deployeres permanent i den opslidsede foring, eller kan køres som en kabel.log-30 ningsservice.

37 DK 176816 B1 ^•5.7 Opslidsning i borehullet

Medens de beskrevne implementeringer af opfindelsen har relateret sig til et tu bu.lært organ med s .lidsstat i oner 5 allerede anbragt i væggene inder; installeringen, kan opfindelsen ligeledes .implementeres med et eksisterende, ikke-slidset tubulært organ, som allerede er installeret i en brønd. Et system 150 for overvågning af en karakteristik for et reservoir, som allerede har et tubalært or-10 gan 151 installeret, vises på fig. 28.

Der anbringes et traditionelt værktøj 152 til fræsning nede i borehullet inde i det tubulære organ 151 ved enden af et transportorgan 154, såsom et spoleopvundet rør el- .15 ler kabel. Fræseren 152 deployeres inde i det tubulære organ .15.1 i den ønskede producerende zone, hvor det; aktiveres fra overfladen, til skæring af en eller flere slidser indenfor væggen af det tubulære organ 151. Fræseren anvendes til at skære en slids i det tubulære organ ved 20 boring af en række overlappende huller i kappen under anvendelse af en motor og en borebit med en 90°-aksel. Motoren kan være mudderdrevet eller elektrisk drevet..

Slidserne kan også være tildar.net nede i. borehullet eller 25 ved andre fremgangsmåder, såsom de indenfor fagområdet velkendte perforeringsteknikker (ikke vist}. Der kan udformes ladninger, som skærer elliptiske huller i stedet for runde. De kan også udformes til at skære bredere huller med mindre penetration. En mulighed er en pistol med 30 et antal ladninger, som er flugtende anbragt langs brøndaksen, og som perforerer over1sρρe;ids huller.

En anden indfaldsvinkel består i en almindeligt anvendt service til boring af en gsnindtrængnings-brønc fra en DK 176816 Bi 38 \ eksisterende brøndboring. En afbøjerskinne anbringes i det tubuiære organ og en fræser fastgøres til ende af en i bcrestreng, dette udstyr bevæges nedad mod afbøjerskin-nen, medens det roterer {ikke vist). Pisken tvinger fræ~ 5 seren hen mod det tubuiære organ, og skærer til sidst en lang, elliptisk slids i det tubuiære organ. Endnu en fremgangsmåde består i at anvende en sandblæsningsstråle" skærer, som sendes ned i borehullet til en ønsket position. Anvendelse af disse teknikker gør det muligt at sik-10 re, at den opslidsede station befinder sig i den korrekte (eller bedst mulige) dybde til produktionsovervågning.

Efter tilvejebringelse af åbning(er) i det tubuiære organ 151, anvendes det på fig. 9a viste kilde/sensorsystem 100 15 til at deployere en antenne og/eller sensor gennem- det tubuiære organ 151 til det sted, hvor åbningen er blevet tilvejebragt. Når først, det befinder sig i nærheden af åbning(en), aktiveres kilde/sensorsystemet 100 med hen-blik på overvågning af reservoirkarakteristikken.

20 4,S Brøndanbringalæe På, fig. 29 vises endnu en udførelsesform for opfindelsen.

Af og til er det nødvendigt at anbringe horisontale eller 25 afledte brønde med en. indbyrdes veldefineret afstand. For eksempel vil én. brønd kunne være den producerende brønd, og den anden brønd vil kunne bruges til injicering af vand eller damp. Det kan være meget vanskeligt at bore den anden brønd parallelt med den eksisterende brønd med 30 præcis afstand, idet usikkerheden med de geometriske positioner af den første brønd og borebit’en kan være stor.

I denne udførelsesform er den første brønd 48 udstyret med et tubuiært organ, med slidsstationer 12 og antenner DK 176816 81 39 33 som beskrevet ovenfor. Anvendelse af traditionelt værktøj 52 til måling under boring ("MWD"-værktøj) udstyret med en hensigtsmæssig sensor elier detektor (f.eks. en antenne eller et triaksiait magnetometer), kan værktø-5 jet 52 detektere ΞΜ-feitet (vrst med stiplede linier på fig, 28) frembragt af de transmitterende antenner 38, som befinder sig i den første brønd 48, Sensoren kan monteres på værktøjets 52 legeme eller på borestrengen, nær værktøjet 52, 10

Ved at transmittere alternerende fra de forskellige antenner 38 i den første brønd 48, kan operatøren bruge MVD-værktøjet 52 til at overvåge og justere orienteringen af borehullet under boringen. Alternativt kan kilden mon-15 teres på værktøjet 52 eller borestrangen, hvor antennerne i brønden bruges som sensorer {ikke vist), I denne version vil operatøren overvåge sensorerne og justere bore-bulsorienteringen ,1 overensstemmelse hermed, 20 4,7 Implementeringer af opfindelsen Få fig. 30 illustreres et fiowdiagram over en fremgangsmåde 200 til overvågning af karakteristikken af et reservoir, som omgiver et borehul i overensstemmelse med op-25 findelsen. Fremgangsmåden omhandler anbringelse af et tu-bulært organ inde i borehullet, hvor det tubulære organ omfatter mindst en station forsynet med mindst en slids 205; anbringelse af mindst en antenne inde i det tubulære organ, hvoraf mindst en antenne er tilpasset til at 30 transmittere eller modtage et signal 210; flugtende anbringelse af den i det mindste ene antenne med mindst en siidsstation inde i det tubulære organ 215; og transmission af et første signal fra den i der. mindste ene, flugtende anbragte antenne og modtagelse af et sekundært sig- DK 176816 S1 /. n nal på en lokalitet fjernt fra den transmitterende antenne,, eller transmission af et første signal fra en fjern lokalitet og modtagelse af et sekundært signal ved den i det mindste ene, flugtende anbragte antenne; hvor det 5 modtagne signal forbindes med det transmitterede signal 220, På fig. 31 vises et flowdiagram over en anden fremgangsmåde 300 til overvågning af en karakteristik for et re~ 10 servoir omgivende et borehul i overensstemmelse med op- i findelsen, Fremgangsmåden omfatter anbringelse af et tu- j bulært organ inde i borehullet, hvilket tubulære organ : omfatter en flerhed af stationer forsynet med mindst en slids 305; anbringelse af en flerhed af antenner inde i 15 det tubulære organ, hvor hver antenne er anbragt flugtende med et af flerheden af opslidsede stationer 310; transmission af et kendt signal fra en første antenne af flerheden af flugtende anbragte antenner 315; modtagelse af ukendte signaldata forbundet med det. kendte signal ved 20 sekundære og tredje antenner af flerheden af flugtende anbragte antenner 320; transmission af et kendt signal fra en fjerde antenne af flerheden af flugtende anbragt antenner anbragt således, at den sekundære og den tredje antenne befinder sig mellem den første og den rjerde an-25 tenne 325; modtagelse af ukendte signaldata forbundet med det i trin (325) transmitterede signal ved den sekundære og den tredje antenne 330; bearbejdning af de i trin (320) og (330) modtagne signaldata 335; transmission af et kendt signal fra en femte antenne af flerheden af 30 flugtende anbragte antenner 340; modtagelse af ukendte signaldata forbundet med det i trin (340) transmitterede signal ved den sekundære og den tredje antenne 345; bearbejdning af de i trin (345) modtagne signaldata 350; samt DK 176816 81 41 bearbejdning af de i trin (335) og (350) modtagne signal-data 355, På fig. 32 vises et flowdiagram over eri alternativ frem-5 gangsmåde 400 til overvågning af er. karakteristik for et. reservoir, som omgiver et borehul, i overensstemmelse med opfindelsen. Fremgangsmåden omfatter opnåelse af data, som. er repræsentative for reservoirkarakteristikken af et ikke-indkapslet borehul 405/ lagring af de opnåede reser-10 voirdata 410; anbringelse af et tubulært organ inde i borehullet, hvor det tubuiære organ, omfatter mindst en citation forsynet med mindst en slids 4.15; indføring af mindst to antenner inde i det tubulære organ 420; transmittering af et kendt signal fra en første af de mindst 15 to antenner, når den første antenne befinder sig i nærheden af mindst en slidsstation på det tubuiære organ 425; modtagelse af et ukendt signal forbundet .med det kendte signal ved en sekundær af de i det mindste to antenner, når den sekundære antenne befinder sig i nærheden af 20 mindst en. slidsstation på det tubuiære organ 430; samt bearbejdning af det i trin (430; modtagne signal med de i trin (4.10) lagrede data 435, På fig. 33 vises et flowdiagram over en yderligere frern-25 gangsmåde 500 til overvågning af en karakteristik for et reservoir, som omgiver et borehul, i overensstemmelse med opfindelsen. Fremgangsmåden omfatter anbringelse af et tubulært organ inde i borehullet, hvor det tubuiære organ omfatter mindst to stationer forsynet med mindst en slids 30 505; indføring af mindst to antenner i det tubuiære organ 510; transmission af et. kendt signal fra en første antenne af de mindst to antenner, når den første antenne befinder sig i nærheden af en slidsstation 515; modtagelse af et ukendt signal forbundet med det kendte signal ved 4 2 DK 176816 81 en sekundær antenne af de jaindst to antenner, når den sekundære antenne befinder sig i nærheden af en slidsstation 520; same bearbejdning af det i trin (510} modtagne signal 525, 5 På fig, 34 vises et flovdiagram over endnu en fremgangs-måde til overvågning af karakteristikken af et reservoir, hvilket reservoir gennemskæres af en flerhed af borehuller, i overensstemmeIse med opfindelsen. Fremgangsmåden 10 omfatter anbringelse af rubulære organer inde i mindst to borehuller af flerheden af borehuller, hvor hvert tubuiæ-re organ omfatter mindst en station med mindst en slids dannet deri 605; anbringelse af mindst en antenne inde i hver af de mindst to borehuller med tubulære organer an-15 bragt deri 610; flugtende anbringelse af mindst en anbragt antenne med mindst en siidsstation inde i hver af de i det mindste to borehuller 615; transmission af et ferste signal fra den i det. mindste ene, flugtende anbragte antenne inde i en første af de i det mindste to 20 borehuller 620; samt modtagelse af et sekundært signal associeret med det første signal ved den i det mindste ene, flugtende anbragte antenne inde i en sekundær af de i det mindste to borehuller 625, 25 På fig. 35 illustreres at flowdiagrais over en fremgangsmåde 700 til overvågning af karakteristikken af et reservoir, som omgiver et borehul, hvor borehullet er forsynet med et tubulært organ, i overensstemmelse med opfindelsen. Fremgangsmåden omfatter indføring i det tubulære or-30 qan af et middel til frembringelse af en åbning i en væg af det tubulære organ 705; frembringelse af en åbning på. en ønsket lokalitet i væggen af det tubulære organ 710; samt transmission eller modtagelse af et signal gennem DK 176816 B1 43 åbningsn af det tubulære organs væg til måling af reser-voirkarakteristifcken 71S.

På fig. 36 vises et flowdiagram over en fremgangsmåde 800 5 for tilvejebringelse af et borehul i nærheden af en brønd .1 en jordformation i overensstemmelse med opfindelsen. Fremgangsmåden omfatter anbringelse af et tubulært organ inde i brønderi, hvor det tubulære organ omfatter en flerhed af stationer, idet hver station er forsynet med 10 mindst en slids 805; anbringelse af mindst en antenne indrettet til at transmittere eller modtage et signal inde i det tubulære organ 810; flugtende anbringelse af mindst en antenne med en af slidsstationerne inde i det tubulære organ 815; deployering af en borestreng i forma-15 tionen., hvor borestreneen omfatter mindst en antenne indrettet til at transmittere eller modtage et signal 820; transmission af et forste signa3. fra den i det mindste erie antenne på borestrengen og modtagelse af en gengivelse af det ferste signal med den i det mindste ene, flugtende 20 anbragte antenne på det tubulære organ, eller transmission af et første signal fra den i det mindste ene, flugtende anbragte antenne på det tubulære organ og modtagelse af en gengivelse af det. første signal med den i det mindste ene antenne på borestrengen 825; samt anvendelse 25 af det i trin (825) modtagne signal uil at styre anbringelsen af borehullet 830.

På fig, 37 vises et diagram over endnu en fremgangsmåde 900 til overvågning af en karakteristik for et reservoir, 30 som. omgiver et borehul i overensstemmelse med opfindelsen. Fremgangsmåden omfatter anbringelse af et tubulært organ inde i borehullet, hvilket tubulære organ om.fatter mindst en station forsynet med mindst en slids samt midler til hydraulisk, isolering af det tubulære organs indre DK 176816 81 44 fra det omgivende borehul ved slids s tat i enen, hvor det tubulære organ er indrettet til at modtage mindst en sensor eller antenne til overvågning af formationskarakteri-stikken, 5

Selvom fremgangsmåderne og systemerne ifølge opfindelsen er blevet beskrevet som specifikke ud førelses former, vil det være åbenlyst for fagmanden, at strukturen og trinnene eller rækkefølgen af trinnene i de heri beskrevne 10 fremgangsmåder vil kunne varieres uden dermed at afvige fra ideen bag og omfanget af opfindelsen, Eksempelvis kan de beskrevne opfindelser også implementeres under anvendelse af forskellige typer signalkilder og/elier sensorer, herunder de, der er indrettet til .lyd-, neutron-, 1 '5 gamma- eller magnetsignaler. Alle disse lignende variationer, som vil. være nærliggende for fagmanden, skønnes at ligge inden for ideen bag og omfanget af opfindelsen, som den defineres af ae vedføjede krav.

Claims (12)

1. System til transmittering af et signal gennem en un~ 5 der jordisk formation, der osigd ver et: borehul, til bestem melse af en formationskarakteristik eller til at kommunikere med et fjerntliggende underjordisk værktøj, omfattende : 10 et 'tubulært organ (10) anbragt inde i borehullet, hvilket tubulære organ har et aflangt legeme med en central udboring; det tubulære organ omfatter mindst en station (12) forsy-15 net med mindst en siids (14); mindst en slidsstafion forsynet med en bøsning (16), som er monteret koaksialt indvendigt i eller udvendigt på det tubulære organ (10) for at tilvejebringe hydraulisk iso-20 lation; mindst en antenne (38) eller sensor (9} indrettet til transmission, og/eller modtagelse af et signal anbragt inde i den tubulære centrale udboring nær siidsstationen 25 forsyner, med en bøsning (165monteret derpå; og midler til aktivering af den i det mindste ene antenne eller sensor til transmission og,'eller modtagelse af et signal. 30

2. System ifølge krav 1, hvor den i det mindst® ene antenne (38) eller sensor (9) er monteret på et brøndværktøj (36}, hvilket værktøj er indrettet ril deployering gennem det tubulære organ (10)- DK 176816 81 46

3, System ifølge krav 2, hvor værktøjet (36) yderligere omfatter midler til centralisering (46) af værktøjet inde i det tubulære organ (10) og/eller midler til tilvejebringelse af en fremføringsbane mellem værktøjet cg det 5 tubui<6re orgen.

4. System til transmittering af et signal gennem en underjordisk formation, der omgiver et borehul, fil bestemmelse af en formationskarakteristik elie.r til at komxnuni- 1. kere med et fjerntliggende underjordisk værktøj, omfattende ; et tubulært organ (10) anbragt inde i borehullet, hvilket tubulære organ har et aflangt legeme med en central udbo-15 ring; det. tubulære organ omfatter en station (12) forsynet, med mi ndst en s 1ids (14); 20 slidsstationen er forsynet med en bøsning (16) f som er monteret koaksiait indvendigt i eller udvendigt på det tubulære organ (10) for at tilvejebringe hydraulisk isolation; 25 en antenne (38) anbragt ln.de i den tubulære centrale udboring nær slidsstatiorien; og et underjordisk værktøj indrettet til at bore borehullet deployeret i formationen, hvilket, værktøj er forsynet med 30 en antenne monteret derpå, hvori værktøjsantennen er indrettet til at transmittere et signal for modtagelse af det; tubulære organs antenne, eller riet tubulære organs antenne er indrettet til at transmit- DK 176816 81 47 “ere et signal for modtagelse af værktøjsantennen, hvor signalet bruges til at guide placeringen af borehullet.

4 5 DK 176816 81 P a ΐ e Pa t k r a v :

5. System ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 4, hvor antennen (38) nær siidsstationen forsynet med en bøsning {16! monteret derpå, er permanent eller midlertidigt anbragt inde i det tufculære organ (10).

6. System, ifølge et hvilket som. helst af kravene 1 til 5, hvor slidsstationen forsynet med en bøsning (16) monteret derpå omfatter mindst en slids {14}, således at slidsen har en hældning i en vinkel i forhold til det t ubu lære organs (10) længdeakse, 15

7. System ifølge et hvilket som helst af kravene I til 6, hvor det transmitterede og/eller modtagne signal består af elektromagnetisk energi.

8. Fremgangsmåde til transmittering af et signal gennem en underjordisk formation, der omgiver et borehul, til bestemmelse af en formations ka r a kt.er i s t i k eller til at kommunikere med et fjerntliggende underjordisk værktøj; omfattende; 25 a) anbringelse af et tubulært organ {10} inde i borehul" let, hvor det tubulære organ omfatter en station (12) forsynet med mindst en slids (14), slidsstationen er for" synet med en bøsning (16), som er monteret koaks ialt. ind- 30 vendigt i eller udvendigt på det tubulære organ (10) for at: tilvejebringe hydraulisk isolation; b) anbringelse af mindst en antenne (38) inde i det tubu" lære organ nær siidsstationen; 4 ti DK 176816 81 c) deplevering af et underjordisk værktøj indrettet til at bore et borehul inde i formationen, hvor værktøjet er forsynet med en antenne monteret derpå; 5 d) transmittering af et signal fra værktøjsantenner: for modtagelse ved den mindst ene antenne inde i det tubulære organ, eller transmittering af et signal fra den mindst ene antenne inde i det tubulære organ for modtagelse ved værktøjsan-10 tennen; og e) anvendelse af signalet, i trin (d) til styring af placeringen af borehullet. ’ £ .i. .!

9. Fremgangsmåde til transmittering af et signal gennem en underjordisk formation, der omgiver et borehul, til bestemmelse af en formationskarakteristik eller tir at kommunikere med et fjerntliggende underjordisk værktøj, 20 omfattende; a.) anbringelse af et tubulært organ (.10} inde i borehullet, hvor det: tubulære organ omfatter mindet en station (12) forsynet med mindst en slids (14), mindst en slids-25 station forsynet med en bøsning (16), som er monteret ko-aksialt indvendigt i eller udvendigt på det tubulære organ (10) for at tilvejebringe hydraulisk isolation; b) anbringelse af mindst en antenne (38) eller sensor 30 indrettet til transmission og/eiler modtagelse af et signal inde i det tubulære organ nær siidsstationen forsynet med en bøsning (16) monteret derpå; og DK 176816 81 49 c) aktivering af mindst en antenne eller sensor til at transmittere og/eller modtage et signal.

10. Fremgangsmåde i følge et: hvilket son· helst af kravene 5 S til 9 yderligere omfattende styring af fluidumstrømmen inde i det tubulære organ (10) ved anvendelse af mindst en ventil anbragt inde i det tubulære organ.

11. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 10. til 10, hvor slidsstationen, der er forsynet med en bøsning (16) monteret derpå, omfatter mindst en slids (14), således at slidsen har en hældning i en vinkel i forhold, til det tubulære organs (10) længdeakse. 15

.12. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 3 til .11, hvor det transmitterede og/eller modtagne signal består af elektromagnetisk energi.